プロテアソーム構築中間体に着目したタンパク質分解装置の全体構造の解明

本研究はタンパク質分解酵素複合体である26Sプロテアソームの構造解析を行い、その機能を明らかにするものである。本年度は、複合体を形成するサブユニットとシャペロンの組み合わせをもとに、Hsm3とRpt1のC末端ドメインの共発現系を構築し安定な複合体を得た。まず、Hsm3単独構造を2.0Å分解能で決定し、Hsm3が11のHEATリピートからなるC字型の構造をとることを明らかにした。次にHsm3-Rpt1C複合体構造を、3.8Å分解能のデータにメチオニンマーキング法を応用することにより決定した。この結果、Hsm3のC字型構造の中央部分にRpt1Cは結合することが明らかとなった。本複合体構造と、Rptサブユニットと同じくAAA ATPaseファミリーに属し、すでに構造決定されているHslUの六量体リング構造を用いて、Hsm3とRptリング(Rpt1-6の六量体リング)構造の結合モデルを作製した。このモデルからHsm3がRpt1と結合するとともにRpt2とも相互作用することを明らかにした。本研究結果からHsm3がRpt1とRpt2の相対的な位置を決定するシャペロンであることが示された。また昨年度に引き続き20Sプロテアソームのαリングを構成する7種のαサブユニットと、αリング形成を補助するシャペロンPba3/4共存下における形成中間体解析を行った。この結果、新たにβ2及びβ3サブユニットの共存によりαリングを含む中間体及びさらに分子量の大きな複合体の形成量が増加することを確認した。αリング複合体は、二次元電気泳動により、すべてのαサブユニットと、β2、β3及びPba3/4が含まれていることを確認できた。本研究結果より、各αサブユニットとαリングは平衡状態を取っており、Pba3/4がαサブユニットの正しい配置を補助し、βサブユニットがこれを固定していることが示唆された。

本研究はタンパク質分解酵素複合体である26Sプロテアソームの構造解析を行い、その機能を明らかにするものである。本年度は、複合体を形成するサブユニットとシャペロンの組み合わせをもとに、Hsm3とRpt1のC末端ドメインの共発現系を構築し安定な複合体を得た。まず、Hsm3単独構造を2.0Å分解能で決定し、Hsm3が11のHEATリピートからなるC字型の構造をとることを明らかにした。次にHsm3-Rpt1C複合体構造を、3.8Å分解能のデータにメチオニンマーキング法を応用することにより決定した。この結果、Hsm3のC字型構造の中央部分にRpt1Cは結合することが明らかとなった。本複合体構造と、Rptサブユニットと同じくAAA ATPaseファミリーに属し、すでに構造決定されているHslUの六量体リング構造を用いて、Hsm3とRptリング(Rpt1-6の六量体リング)構造の結合モデルを作製した。このモデルからHsm3がRpt1と結合するとともにRpt2とも相互作用することを明らかにした。本研究結果からHsm3がRpt1とRpt2の相対的な位置を決定するシャペロンであることが示された。また昨年度に引き続き20Sプロテアソームのαリングを構成する7種のαサブユニットと、αリング形成を補助するシャペロンPba3/4共存下における形成中間体解析を行った。この結果、新たにβ2及びβ3サブユニットの共存によりαリングを含む中間体及びさらに分子量の大きな複合体の形成量が増加することを確認した。αリング複合体は、二次元電気泳動により、すべてのαサブユニットと、β2、β3及びPba3/4が含まれていることを確認できた。本研究結果より、各αサブユニットとαリングは平衡状態を取っており、Pba3/4がαサブユニットの正しい配置を補助し、βサブユニットがこれを固定していることが示唆された。